Theo Công viên Động vật Quốc gia Smithsonian, 99% khẩu phần ăn của gấu trúc khổng lồ bao gồm tre. Tuy nhiên, chúng thỉnh thoảng ăn các loại cỏ, loài gặm nhấm hoặc hươu khác. Trong điều kiện nuôi nhốt, gấu trúc được cho khoai lang, cà rốt, táo, mía và bánh quy chuyên dụng ngoài tre.
Gấu trúc sống dựa vào tre vì nó dồi dào và tồn tại suốt năm. Tuy nhiên, vì chúng chỉ chiết xuất khoảng 17% năng lượng trong cây, vốn đã ít calo nên chúng phải ăn liên tục. Trên thực tế, gấu trúc khổng lồ dành khoảng 10 đến 12 giờ để kiếm ăn mỗi ngày, theo Khoa Động vật học của Đại học Michigan. Vì những yếu tố này, gấu trúc khổng lồ phải cẩn thận để không sử dụng quá nhiều năng lượng hàng ngày. Khi gấu trúc buộc phải đi du lịch, chúng thường kiếm ăn trong khi làm như vậy.
Những con gấu trúc khổng lồ có tư thế ngồi theo khuôn mẫu mà chúng áp dụng khi cho ăn trên cây tre. Tư thế này cho phép gấu trúc sử dụng cả hai bàn chân trước của chúng để kiếm ăn. Để giúp giữ cây tre, gấu trúc khổng lồ đã phát triển một lớp da trên bàn tay của chúng có chức năng giống như một chữ số phụ.
Để tiêu hóa thức ăn, gấu trúc cũng đã phát triển răng hàm rất rộng và dạ dày cơ bắp. Cả hai khả năng thích nghi này đều giúp chúng có thể đối phó với chế độ ăn uống khó khăn, nhiều chất xơ.
